《光伏發(fā)電系統(tǒng)安裝技能模塊》課件-項目一 光伏發(fā)電基礎(chǔ)知識

1.光伏發(fā)電概述光伏發(fā)電概述人類利用太陽能的歷史可以追溯到人類起源時代。全球氣候變暖人類生態(tài)環(huán)境惡化常規(guī)能源資源短缺光伏發(fā)電快速進(jìn)入電力市場光伏發(fā)電原理及特點太陽能電池就是一塊大面積的p-n結(jié)，基于光生伏特效應(yīng)，將光能轉(zhuǎn)化為電能。轉(zhuǎn)換效率15%左右。太陽能光伏發(fā)電原理圖1-2太陽能電池的發(fā)電原理和結(jié)構(gòu)1-柵線電極；2-減反射膜；3-擴(kuò)散區(qū)；4-基區(qū)；5-底電極太陽能光伏發(fā)電原理及特點太陽能光伏發(fā)電的特點優(yōu)點分布廣—陽光普照大地；無污染—最潔凈能源；易接受—建設(shè)周期短，簡單方便；能源巨大—地表年接受太陽能=130萬噸標(biāo)煤能；長久—永不枯竭，太陽能可維持100億年，超過地球壽太陽能光伏發(fā)電原理及特點太陽能光伏發(fā)電的特點缺點分散性—能量密度低；不穩(wěn)定性—隨季節(jié)、天氣、晝夜變化，并網(wǎng)麻煩；地域依賴性強(qiáng)；效率低、成本高—光電轉(zhuǎn)換效率~15%；1~2元/kW

h。光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與應(yīng)用一太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成1.獨立太陽能光伏系統(tǒng)的構(gòu)成圖1-3獨立太陽能光伏系統(tǒng)構(gòu)成光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與應(yīng)用獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)目前面臨以下三個問題：（1）能量密度和整體利用效率較低，前期投資較大；（2）獨立發(fā)電系統(tǒng)的儲能裝置-鉛酸蓄電池初始成本高（占25%左右），運行成本也大；（3）供電穩(wěn)定性、可靠性差。光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與應(yīng)用圖1-4戶用光伏發(fā)電系統(tǒng)獨立光伏發(fā)電系統(tǒng)目前面臨以下三個問題：光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與應(yīng)用一太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)圖1-5并網(wǎng)型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)工作原理光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與應(yīng)用一太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成2.并網(wǎng)太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)圖1-5并網(wǎng)型太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的組成與應(yīng)用到2050年中國的光伏裝機(jī)將達(dá)到2000GW，年發(fā)電量達(dá)2600TWh，占全國總發(fā)電量的26%。隨著現(xiàn)代工藝技術(shù)的進(jìn)步，光伏發(fā)電的轉(zhuǎn)換效率將逐年提高，發(fā)電成本將會大幅度下降，以至于光伏發(fā)電的價格在一定程度上會低于常規(guī)電價。根據(jù)規(guī)劃預(yù)測2.離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)1定義：光伏發(fā)電是利用半導(dǎo)體界面的光生伏特效應(yīng)將光能直接轉(zhuǎn)換為電能的過程.光伏系統(tǒng)按是否與公共電網(wǎng)連接可分為：離網(wǎng)光伏系統(tǒng)(獨立光伏系統(tǒng))并網(wǎng)光伏系統(tǒng).離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)光伏系統(tǒng)就是與公共電網(wǎng)沒有連接的發(fā)電系統(tǒng),這種系統(tǒng)一般帶有蓄電池、直接接入負(fù)載、可獨立運行的發(fā)電系統(tǒng)。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)設(shè)問：離網(wǎng)式光伏系統(tǒng)由哪些部件組成？離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)2離網(wǎng)光伏系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)：一套基本的離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)是由太陽能電池方陣、光伏控制器、儲能電池等組成，若要為交流負(fù)載供電，還需要配置交流逆變器。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)3各部件的功能：太陽電池板太陽電池板的作用是將太陽輻射能直接轉(zhuǎn)換成直流電，供負(fù)載使用或存貯于蓄電池內(nèi)備用。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)3各部件的功能：控制器在太陽發(fā)電系統(tǒng)中，控制器的基本作用是為蓄電池提供最佳的充電電流和電壓，快速、平穩(wěn)、高效的為蓄電池充電，并在充電過程中減少損耗、盡量延長蓄電池的使用壽命；同時保護(hù)蓄電池，避免過充電和過放電現(xiàn)象的發(fā)生。在不同類型的光伏發(fā)電系統(tǒng)中，充電控制器不盡相同，其功能多少及復(fù)雜程度差別很大，充電控制器主要由電子元器件、儀表、繼電器、開關(guān)等組成。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)3各部件的功能：逆變器：逆變器的作用就是將太陽能電池方陣和蓄電池提供的低壓直流電逆變成220伏交流電，供給交流負(fù)載使用。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)3各部件的功能：蓄電池組：蓄電池組是將太陽電池方陣發(fā)出直流電貯存起來供負(fù)載使用。在光伏發(fā)電系統(tǒng)中，電池處于浮充放電狀態(tài)，夏天日照量大，除了供給負(fù)載用電外，還對蓄電池充電。在冬天日照量少時，這部分貯存的電能逐步放出。白天太陽能電池方陣給蓄電池充電，同時方陣還要給負(fù)載用電，晚上負(fù)載用電全部由蓄電池供給。離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)離網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)的工作過程如下：白天在太陽光的照射下，太陽能電池組件產(chǎn)生直流電壓，把光能轉(zhuǎn)化為電能，再傳送給控制器，控制器將一部分電能傳送到逆變器，并轉(zhuǎn)換為交流電，對交流負(fù)載進(jìn)行供電，一部分對蓄電池進(jìn)行充電儲存，以供需要時使用。3.并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)1.并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)定義：并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)就是與公共電網(wǎng)相連接，且共同承擔(dān)供電任務(wù)的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)2.并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)類型：集中式大型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)分散式中小型并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)所發(fā)電能被直接輸送到電網(wǎng)上，由電網(wǎng)統(tǒng)一調(diào)配向用戶供電。投資巨大，建設(shè)期長，需要復(fù)雜的控制和配電設(shè)備，并要占用大片土地，因而受到一定制約。所發(fā)的電能直接分配到用戶的用電負(fù)載上，多余或不足的電力通過連接電網(wǎng)來調(diào)節(jié)。建設(shè)容易，投資不大，許多國家又相繼出臺了一系列激勵政策，因此備受人們青睞，發(fā)展迅速，成為了主流。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)3.常見形式1.有逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)2.無逆流并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)3.有儲能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)4.無儲能裝置的并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)典型戶用并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)主要由太陽能電池方陣、并網(wǎng)逆變器和控制器3大部分構(gòu)成。1.太陽能電池方陣并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)2.并網(wǎng)逆變器并網(wǎng)逆變器是并網(wǎng)型光伏發(fā)電系統(tǒng)的核心部件和技術(shù)關(guān)鍵，它不僅可將太陽能電池方陣發(fā)出的直流電轉(zhuǎn)換為交流電，并且還可對轉(zhuǎn)換的交流電的頻率、電壓、電流、相位、有功與無功、同步、電能品質(zhì)(電壓波動、高次諧波)等進(jìn)行控制。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)3.太陽能自動跟蹤裝置在大型并網(wǎng)光伏電站的工程建設(shè)中，采用太陽能自動跟蹤裝置，可使光伏方陣始終保持與太陽光線垂直，消除固定式光伏方陣的余弦損失，使光伏方陣接收更多的太陽輻射能，提高發(fā)電量，從而降低發(fā)電成本，是一項值得積極推廣的技術(shù)。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)太陽能自動跟蹤裝置雙軸跟蹤式準(zhǔn)雙軸跟蹤式單軸跟蹤式既跟蹤太陽方位角又跟蹤仰角的跟蹤裝置。只跟蹤方位角不跟蹤仰角的跟蹤裝置。并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)4.并網(wǎng)光伏發(fā)電系統(tǒng)工作原理：太陽能電池方陣在太陽光照射下產(chǎn)生直流電，經(jīng)并網(wǎng)逆變器轉(zhuǎn)換為交流電，供用電負(fù)